CN103986806A - 数据传输装置和移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数据传输装置和一种移动终端，其中数据传输装置包括：外置天线单元，可连接至数据处理设备，为数据处理设备提供收发功能，其中，数据处理设备包括收发单元，在外置天线单元与数据处理设备连接时，外置天线单元与数据处理设备中的收发单元均可为数据处理设备提供收发功能。本发明提供的数据传输装置能够配合数据处理设备，增加数据处理设备的天线数目，增强数据处理设备的接收或发送性能。

Description

数据传输装置和移动终端

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及数据传输装置和移动终端。

背景技术

MIMO技术通过采用多个天线发送和接收可以有效地提高通信信道的容量。研究表明信道容量(相比于单天线系统(SISO))极限的增加倍数为发送和接收天线中的最小值，即发送或接收天线中较少的一方是性能的瓶颈。

为了保证不同天线构成的信道的独立性，天线(振子)需保证一定的空间隔离，通常相邻的天线振子之间的距离需不小于0.5倍的载波波长。

通常用于移动通信的载波频率包括800MHz、900MHz、1.8GHz、1.9GHz、2.1GHz等，根据电磁波传播的公式c(光速)＝λ×f，这些频率对应的波长为0.1米到0.4米。如果天线阵子之间的距离按照0.5波长计算，那么天线需要间隔0.05米到0.2米。对于一般的手机来说，0.2米的间隔意味着手机最多能有两根天线。LTE基站通常采用4天线或8天线发送，虽然基站采用4天线或8天线发送，但手机最多能有两根天线，根据前面的研究可知，手机一方便成了性能的瓶颈。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种数据传输装置，可增加数据处理设备例如手机的天线数，增强数据处理设备的收发能力。

根据本发明的一个方面，提供了一种数据传输装置，包括：外置天线单元，可连接至数据处理设备，为所述数据处理设备提供收发功能，其中，所述数据处理设备包括收发单元，在所述外置天线单元与所述数据处理设备连接时，所述外置天线单元与所述数据处理设备中的收发单元均可为所述数据处理设备提供收发功能。

外置天线单元可以采用可拆卸的方式或无线连接方式与数据处理设备连接，与数据处理设备本身包含的收发单元结合在一起，便增强了数据处理设备的天线数量，从而增强了数据处理设备的收发能力，进而提高了通信系统下行链路性能。

在上述技术方案中，优选的，所述外置天线单元包括：至少一个天线模块，用于收发数据；通信单元，用于与所述数据处理设备进行数据交互；处理单元，连接在所述天线模块与所述通信单元之间，用于将来自所述天线模块的射频信号转换数据信号，以及将来自所述通信单元数字信号转换成射频信号。

在上述技术方案中，优选的，所述处理单元包括：

频带处理单元，用于将所述射频信号转换为基带信号，以及将来自基带处理单元的基带信号转换成射频信号；所述基带处理单元，用于将变频得到的基带信号进行压缩处理，并将压缩处理的基带信号传输给所述通信单元，以及接收来自所述通信单元的基带信号，并将所述基带信号传输至所述频带处理单元。

在上述技术方案中，优选的，所述基带处理单元包括解调解码器，用于对来自所述频带处理单元的基带信号进行解调、解码，以得到原始信号，以及对来自所述通信单元的信源信号进行编码、调制，以得到基带信号；所述频带处理单元包括发送器和接收器，其中发送器包括功率放大器和滤波器，所述接收器包括滤波器和低噪声放大器。

在上述技术方案中，优选的，还可以包括：连接单元，用于连接所述外置天线单元和所述数据处理设备。

在上述技术方案中，优选的，在所述外置天线单元与所述数据处理设备之间的交互信号是射频信号或中频信号时，所述连接单元为射频连接线；在所述外置天线单元与所述数据处理设备之间的交互信号是数字信号时，所述连接单元为数据线。

在上述技术方案中，优选的，所述连接单元为无线传输单元，所述无线传输单元采用的无线传输方式包括以下至少一种：蓝牙、WiFi、超宽带技术。

根据本发明的另一方面，还提供了一种移动终端，包括：收发单元，内置于所述移动终端，用于收发数据；至少一个如上述任一技术方案中所述的数据传输装置，所述数据传输装置设置在所述移动终端的外部。

由于数据传输装置的增加，使移动终端的天线数目增加，从而增强了移动终端的收发能力，进而提高了通信系统下行链路性能。

在上述技术方案中，优选的，所述数据传输装置的工作频率与所述数据处理设备中的收发单元的工作频率不相同，所述数据传输装置与所述收发单元分别接收或发送各自的信号；或者所述数据传输装置的工作频率与所述数据处理设备中的收发单元的工作频率相同，所述数据传输装置与所述收发单元共同接收或发送信号。

在上述技术方案中，优选的，还可以包括：控制单元，用于关闭所述收发单元，启用所述数据传输装置，或者同时启用所述收发单元和所述数据传输装置。

在上述技术方案中，优选的，在同时启用所述收发单元和所述数据传输装置时，所述控制单元还用于控制所述数据传输装置与所述收发单元的信号的接收或发送保持同步。

在上述技术方案中，优选的，所述数据传输装置发送的信号为数据信号，所述收发单元发送的信号包括控制信号和数据信号。

本发明提供的数据传输装置能够配合数据处理设备，增加数据处理设备的天线数目，增强数据处理设备的接收或发送性能。

附图说明

本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的数据传输装置与移动终端配合使用的示意图；

图2A示出了根据本发明的一个实施例的数据传输装置的示意图；

图2B示出了根据本发明的另一实施例的数据传输装置的示意图；

图3示出了根据本发明的又一实施例的数据传输装置的示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的一个实施例的数据传输装置与移动终端配合使用的示意图。

如图1所示，根据本发明的实施例的移动终端100包括：收发单元106，内置于所述移动终端，用于收发数据；至少一个数据传输装置102，所述数据传输装置102设置在移动终端的外部。

由于数据传输装置的增加，使移动终端的天线数目增加，从而增强了移动终端的收发能力，进而提高了通信系统下行链路性能。

如图1所示，在移动终端100与数据传输装置102之间还设置有连接单元104，用于连接数据传输装置102和所述数据处理设备。

在上述技术方案中，优选的，在所述数据传输装置102与所述数据处理设备之间的交互信号是射频信号或中频信号时，所述连接单元为射频连接线；在所述数据传输装置102与所述数据处理设备之间的交互信号是数字信号时，所述连接单元为数据线。

在上述技术方案中，优选的，连接单元104为无线传输单元，所述无线传输单元采用的无线传输方式包括以下至少一种：蓝牙、WiFi、超宽带技术。

其中，数据传输装置的工作频率与数据处理设备中的收发单元的工作频率不相同，数据传输装置与所述收发单元分别接收或发送各自的信号；或者数据传输装置的工作频率与数据处理设备中的收发单元的工作频率相同，数据传输装置与所述收发单元共同接收或发送信号。

移动终端100还可以包括：控制单元(图中未示出)，用于关闭自身的收发单元，启用数据传输装置，或者同时启用收发单元和数据传输装置。

其中，在同时启用所述收发单元和所述数据传输装置时，所述控制单元还用于控制所述数据传输装置与所述收发单元的信号的接收或发送保持同步。

数据传输装置发送的信号是数据信号，收发单元发送的信号包括控制信号和数据信号。

本发明通过为终端外接一个天线单元，通过增加终端天线数目的方式来提升系统性能。

图2A示出了根据本发明的一个实施例的数据传输装置的示意图。

如图2A所示，根据本发明的实施例的数据传输装置102，包括：外置天线单元1022，可连接至数据处理设备(例如图1中的移动终端)，为所述数据处理设备提供收发功能，其中，所述数据处理设备包括收发单元，在所述外置天线单元1022与所述数据处理设备连接时，所述外置天线单元1022与所述数据处理设备中的收发单元均可为所述数据处理设备提供收发功能。

外置天线单元1022可以采用可拆卸的方式或无线连接方式与数据处理设备连接，与数据处理设备本身包含的收发单元结合在一起，便增强了数据处理设备的天线数量，从而增强了数据处理设备的收发能力，进而提高了通信系统下行链路性能。

在上述技术方案中，优选的，所述外置天线单元1022包括：至少一个天线模块102A，用于收发数据；通信单元102B，用于与所述数据处理设备进行数据交互。

在上述技术方案中，优选的，所述外置天线单元1022还可以包括：处理单元102C，连接在所述天线模块102A与所述通信单元102B之间，用于将来自所述天线模块102A的射频信号转换数据信号，以及将来自所述通信单元102B的数字信号转换成射频信号。

在上述技术方案中，优选的，所述处理单元102C包括：

频带处理单元，用于将所述射频信号转换为基带信号，以及将来自基带处理单元的基带信号转换成射频信号；所述基带处理单元，用于将变频得到的基带信号进行压缩处理，并将压缩处理的基带信号传输给所述通信单元，以及接收来自所述通信单元的基带信号，并将所述基带信号传输至所述频带处理单元。

在上述技术方案中，优选的，所述基带处理单元包括解调解码器，用于对来自所述频带处理单元的基带信号进行解调、解码，以得到原始信号，以及对来自所述通信单元的信源信号进行编码、调制，以得到基带信号；所述频带处理单元包括发送器和接收器，其中发送器包括功率放大器和滤波器，所述接收器包括滤波器和低噪声放大器。

上述数据处理设备可以是手机、平板电脑等。

需说明的是，上述移动终端可以是配备了天线等收发系统的普通终端，能够独立工作；也可以是没有配备天线等收发系统的终端。没有配备天线系统时需要由外置天线单元1022提供收发功能。

外置天线单元1022的主要功能是为移动终端提供更多的接收能力。它可以独立工作，即移动终端没有配备天线或天线关闭时，外置天线单元1022能够为移动终端提供接收和发送的功能。它也可以与移动终端协同工作，与移动终端的自有天线共同工作。

外置天线单元1022至少包括k个独立的天线模块102A用来接收信号，和一个通信单元102B，用于与移动终端交互数据。

进一步的，外置天线单元1022可以通过连接单元104由移动终端供电，也可以自配电源，为自身甚至移动终端供电。

天线模块102A可以直接将接收到的射频信号通过射频线传送给移动终端，同时接收来自移动终端的频带信号。如果天线模块102A传输射频信号，可以传输只经过滤波器的载频信号，也可以通过滤波器和变频器将频带信号下变频到适合传输的频率，如中频信号。

如图2B所示，外置天线单元1022也可以增加处理单元102C，将射频信号转换为数字信号，将转换后的数字信号发送给移动终端，同时接收来自移动终端的数字信号，通过处理单元102C转换为频带信号。

所述数字信号可以是基带数字信号，此时处理单元102C中应包括频带处理单元302和基带处理单元304两个部分，如图3所示。

频带处理单元302应包括滤波器、变频器等模块(图3中未示出)，通过一次或多次变换将射频信号变换到基带；基带处理单元304将变频得到的基带信号处理，递交给通信单元102B，进而通过连接单元104发送给终端。反之，通信单元102B接收来自终端的基带信号，通过基带处理单元304、频带处理单元302变换到射频信号，进而通过天线发送至外部。

在基带处理单元304中，来自频带处理单元302的信号可以进行压缩处理，递交给通信单元102B，也可以通过解调、解码等步骤恢复为信源发送的原始信号。反之，基带处理单元304处理来自通信单元102B的信源信号，进行编码、调制等操作，并由频带处理单元302变换到射频信号，供天线发送。

上述射频单元均应包括发送器(Transceiver)和接收器(Receiver)，其中发送器(Transceiver)应包括功率放大器(PowerAmplifier)，而接收器中则应包括滤波器、低噪声放大器(Low NoiseAmplifier)等装置。

本领域技术人员应理解当天线射频(或中频)信号在终端和外置天线单元1022之间交互时，连接单元必须是射频连接线，且设计时需要满足阻抗匹配原则，减少电抗对信号的衰减。

当终端101与天线单元201之间传输的信号是数字信号时，连接单元301可以采用USB线或其他类型数据线。

当连接单元采用无线方式传输时，外置天线单元1022中的通信单元包括基带处理单元、频带处理单元和天线，对应的，终端也应有相应的基带处理单元、频带处理单元和天线。通常为了提高传输效率，对信号还要进行压缩。

该外置天线单元除了设置在终端的外壳上，例如，在外壳上配置容纳结构，该外置天线单元设置在该容纳结构中，便于携带，也可以设置在其他可便携设备例如手表上。

以上述结合附图详细说明了根据本发明的技术方案，本发明提供的数据传输装置能够配合数据处理设备，增加数据处理设备的天线数目，增强数据处理设备的接收或发送性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种数据传输装置，其特征在于，包括：

外置天线单元，可连接至数据处理设备，为所述数据处理设备提供收发功能，其中，所述数据处理设备包括收发单元，在所述外置天线单元与所述数据处理设备连接时，所述外置天线单元与所述数据处理设备中的收发单元均可为所述数据处理设备提供收发功能。

2.根据权利要求1所述的数据传输装置，其特征在于，所述外置天线单元包括：

至少一个天线模块，用于收发数据；

通信单元，用于与所述数据处理设备进行数据交互。

3.根据权利要求2所述的数据传输装置，其特征在于，

处理单元，连接在所述天线模块与所述通信单元之间，用于将来自所述天线模块的射频信号转换数据信号，以及将来自所述通信单元数字信号转换成射频信号。

4.根据权利要求3所述的数据传输装置，其特征在于，所述处理单元包括：

频带处理单元，用于将所述射频信号转换为基带信号，以及将来自基带处理单元的基带信号转换成射频信号；

所述基带处理单元，用于将变频得到的基带信号进行压缩处理，并将压缩处理的基带信号传输给所述通信单元，以及接收来自所述通信单元的基带信号，并将所述基带信号传输至所述频带处理单元。

5.根据权利要求4所述的数据传输装置，其特征在于，所述基带处理单元包括解调解码器，用于对来自所述频带处理单元的基带信号进行解调、解码，以得到原始信号，以及对来自所述通信单元的信源信号进行编码、调制，以得到基带信号；

所述频带处理单元包括发送器和接收器，其中发送器包括功率放大器和滤波器，所述接收器包括滤波器和低噪声放大器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的数据传输装置，其特征在于，还包括：

连接单元，用于连接所述外置天线单元和所述数据处理设备。

7.根据权利要求6所述的数据传输装置，其特征在于，在所述外置天线单元与所述数据处理设备之间的交互信号是射频信号或中频信号时，所述连接单元为射频连接线；

在所述外置天线单元与所述数据处理设备之间的交互信号是数字信号时，所述连接单元为数据线。

8.根据权利要求6所述的数据传输装置，其特征在于，所述连接单元为无线传输单元，所述无线传输单元采用的无线传输方式包括以下至少一种：蓝牙、WiFi、超宽带技术。

9.一种移动终端，其特征在于，包括：

收发单元，内置于所述移动终端，用于收发数据；

至少一个如权利要求1至8中任一项所述的数据传输装置，所述数据传输装置设置在所述移动终端的外部。

10.根据权利要求9所述的移动终端，其特征在于，所述数据传输装置的工作频率与所述数据处理设备中的收发单元的工作频率不相同，所述数据传输装置与所述收发单元分别接收或发送各自的信号；或者

所述数据传输装置的工作频率与所述数据处理设备中的收发单元的工作频率相同，所述数据传输装置与所述收发单元共同接收或发送信号。

11.根据权利要求9所述的移动终端，其特征在于，还包括：

控制单元，用于关闭所述收发单元，启用所述数据传输装置，或者同时启用所述收发单元和所述数据传输装置。

12.根据权利要求11所述的移动终端，其特征在于，在同时启用所述收发单元和所述数据传输装置时，所述控制单元还用于控制所述数据传输装置与所述收发单元的信号的接收或发送保持同步。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的移动终端，其特征在于，所述数据传输装置发送的信号为数据信号，所述收发单元发送的信号包括控制信号和数据信号。